دخالت متالوپروتئین msd1 در مکانیسم مقاومت به شوری بوسیله میانکنش با sos3

در بین تنش های مختلف، تنش شوری تهدید بزرگی برای گیاه محسوب می شود و مطالعه مکانیسم تحمل شوری در گیاه حائز اهمیت است. در یکی از مسیرهای تحمل شوری در گیاه مدل آرابیدوپسیس، پروتئین salt overly sensitive3 (sos3) که یک حسگر یونهای کلسیم و آغازگر مسیر تحمل شوری است با تشکیل کمپلکس sos3sos2 موجب فعال سازی فرایندهای مختلف به منظور تحمل شوری می شود. از سوی دیگر، رادیکال های سوپراکسید که در تنش های مختلف ازجمله تنش شوری تولید می شود برای سلول مضر بوده و بایستی از بین بروند. چگونگی حذف این رادیکالهای سوپراکسید و حفظ سلول از آسیب های اکسیداتیو در گیاهان مقاوم به شوری مشخص نیست. در این تحقیق، با کارگیری روش yeast two hybrid system (y2hs) و دوبل تراریزش مخمر saccharomyces cerevisiae سویه ah109 با ناقلهای pgbt9sos3 و pgadt10atcdna میانکنش های پروتئینی sos3 در میان کتابخانه cdna آرابیدوپسیس جستجو گردید. از چهار کلنی بدست آمده در روی محیط کشت انتخابی sdahwl استخراج dna انجام و پس از تکثیر ناقل pgadt10atcdna آنها در e. coli توالی یابی صورت گرفت و در بانک اطلاعات آرابیدوپسیس blast شد. یکی از مهمترین میانکنش های یافت شده مربوط به پروتئین manganese superoxide dismutase 1 (msd1) بود. msd1 واکنش خنثی سازی رادیکال های سوپراکسید برای حفاظت گیاه از آسیب های اکسیداتیو ناشی از استرس ها را به عهده دارد. میانکنش و بکارگیری msd1 توسط sos3 در مسیر مقاومت به شوری موجب نجات گیاه از آسیب های اکسیداتیو می شود. در ادامه، میانکنش sos3msd1 با جداسازی و همسانه سازی cdna کامل msd1 در ناقلهای دوبل هیبرید مخمر تایید شد. همچنین به کمک تکنیک gstpull down نشان داده شد که پروتئین sos3 تولید شده در باکتری از روی pgex2tksos3 و پروتئین نشاندار msd1تولید شده از روی pgbkt7msd1 بصورت مستقیم باهم میانکنش دارند. این اولین گزارش از برهمکنش مسیر تحمل به شوری (sos3) با مسیر حذف یونهای مضر سوپراکسید (msd1) می باشد که مکانیسم مولکولی این دو مسیر را بهم مرتبط می سازد.

The involvement of MSD1 metalloprotein in the mechanism of resistance to salinity by interaction with SOS3

Among the various stresses, salinity is a great threat to plants and the study of the mechanism of salt tolerance in plants is important. In one of the salt tolerance pathways in the model plant Arabidopsis, Salt Overly Sensitive 3 (SOS3) protein, which is a sensor of calcium ions and the initiator of a salt tolerance pathway, activates various processes in order to tolerate salinity by the formation of an SOS3SOS2 complex. On the other hand, superoxide radicals that are produced in response to various stresses such as salinity are harmful to the cell and must be eliminated. How to remove superoxide radicals and protect cells from oxidative damage in salttolerant plants is not clear. In this study, the SOS3 protein interactions in Arabidopsis cDNA library were investigated using the Yeast Two Hybrid System (Y2HS), and double transformation of Saccharomyces cerevisiae AH109 strain with pGBT9SOS3 and pGADT10AtcDNA. DNA extraction was performed on four selected yeast colonies on SDAHWL and pGADT10AtcDNA vectors were amplified in E. coli, sequenced and compared to the Arabidopsis data bank. One of the most important interactions was found on Manganese Superoxide Dismutase 1 (MSD1). MSD1 neutralizes superoxide radicals to protect plants from oxidative damage caused by stresses. The interaction and the recruitment of MSD1 by SOS3 in the salinity resistance pathway should save the plant from oxidative trauma. Afterward, the interaction of SOS3MSD1 was confirmed by isolation of complete MSD1 cDNA and cloning in yeast two hybrid vectors. In parallel, using a GSTPull Down assay, it was shown that the SOS3 protein produced in bacterium from pGEX2TKSOS3 vector directly interacted with the radiolabeled MSD1 produced from pGBKT7MSD1. This is the first report of the interaction of salinity tolerance pathway (SOS3) with the elimination pathway of harmful superoxide ions (MSD1) that shows interaction between these molecular mechanisms.